Есть информация, что механизм, используемый для активации потока питьевой воды, является потенциальным местом скопления микробов. Именно по этой причине наблюдается повышенный интерес к автоматическим фонтанчикам с сенсорным управлением. Такая небольшая автоматизация помогает обеспечить безопасную питьевую воду, ну и снизить расход при забывании закрыть кран.

Итак, предлагаем собрать бесконтактный контроллер питьевой воды, используя несколько распространенных электронных компонентов. Для этого проекта был выбран микроконтроллер Arduino. Это связано с тем, что аппаратное ядро на базе микроконтроллера позволит реализовать возможные будущие дополнения. В качестве датчика присутствия здесь используется компактный водонепроницаемый ультразвуковой детектор JSN-SR04T, который работает аналогично другим дешевым УЗ-датчикам для измерения расстояния, но он водонепроницаем, совместим с жесткими условиями эксплуатации и обеспечивает отличную производительность.

Основная функция микроконтроллера — обнаружение присутствия человека на заданном расстоянии и управление электромагнитным клапаном для автоматической подачи питьевой воды, пока там присутствует человек. Вот предлагаемая схема Arduino Uno:

А вот типовой код к Arduino, адаптированный для Uno/Nano – смотреть.

Эта схема Arduino предназначена для использования в качестве автономной системы с собственным источником питания. Самый простой способ подать питание на плату Arduino Uno — использовать встроенный USB-разъем. Его также можно использовать для подключения внешнего источника постоянного напряжения 7–12 В. Кроме того, контакт VIN может работать как точка входа напряжения для регулируемого внешнего источника питания. Также обратите внимание, что VIN работает как выходной контакт необработанного напряжения, когда внешний источник питания подключен к разъему питания.

Прототип Arduino Uno был протестирован с использованием литий-ионного USB-аккумулятора 9 В/500 мАч.

Микроконтроллеру необходим внешний адаптер для управления электромагнитным клапаном напрямую или через электромагнитное реле. Схема адаптера традиционна, хотя и с небольшим отступлением от обычной практики наличия общего источника питания для микроконтроллера и драйвера индуктивной нагрузки.

Как видно на приведенной схеме, необходимо внести улучшения для обеспечения адекватной гальванической развязки между микроконтроллером и схемой силового драйвера, что необходимо для бесперебойной и стабильной работы с вероятными индуктивными нагрузками.

Обратите внимание, что эта схема адаптера будет работать с входным напряжением от 8 до 24 В, поэтому подходит под большинство электромагнитных клапанов. Однако входное напряжение (DC IN) не должно быть менее 8 В, поскольку для обеспечения стабильного выходного напряжения 78L05 (IC1) требуется минимум на 2 В выше выходного. Можете если что использовать диод Шоттки вместо обычного диода 1N4007 (D1), поскольку он имеет относительно низкое прямое падение напряжения.

Встроенный светодиод Uno (D13) на практике в качестве индикатора режима ожидания не очень полезен, хотя для отладки вполне годится. Лучше использовать внешний светодиод с соответствующим последовательным резистором в качестве более заметного индикатора режима ожидания.

Последняя задача — разместить всю сборку внутри водонепроницаемого корпуса. Это легко, но установка и ориентация ультразвукового сенсорного элемента на место не так проста, как кажется, поскольку минимальное расстояние, которое может измерить ультразвуковой датчик – всего около 20 см. К счастью, ультразвуковой преобразователь поставляется с длинным внешним кабелем, что упрощает задачу.

Аналогично, можете заменить дорогой датчик JSN-SR04T на гораздо более дешевый HC-SR04 без значительных изменений аппаратного и программного обеспечения. Обратите внимание, что УЗ-датчик HC-SR04 обеспечивает бесконтактное измерение расстояния от 2 до 400 см с точностью измерения до 3 мм, но он не является водонепроницаемым.

И, кстати, данная схема может управлять электромагнитным клапаном подачи воды в стиральную машину, но это уже другая тема…